ofdm编码在宽带电力线通信中的应用及其改进new

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第28卷第18期电力系统自动化Vo1．28No．182004年9月25日AutomationofElectricPowerSystemsSept．25，200471OFDM编码在宽带电力线通信中的应用及其改进姚雪峰，周嘉农，柯建伟(华南理工大学电子与信息学院，广东省广州市510640)摘要：基于正交频分复用(OFDM)的概念，给出了在宽带电力线通信(PLC)中应用0FDM编码方法及其实现模型，并分析了常用编码OFDM技术应用于宽带电力线通信中存在的优点及不足。针对无效频谱现象，提出使用前置编码OFD

2、M来改进常用编码OFDM技术的方案，并在模拟的低压电力载波通道模型上对这两种技术进行了宽带PLC模拟仿真，结果表明应用前置编码OFDM技术可以大幅度减小传输信号误码率，并且简化了常用编码OFDM通信系统实现的复杂性。关键词：正交频分复用；宽带电力线通信；无效频谱；前置编码中图分类号：TM73；TN913．60引言基础上详细介绍前置编码OFDM原理，具体给出其应用于宽带PLC的一个实用模型，最后通过实验模利用遍布城乡的低压电力线作为通信介质，在拟比较二者性能的差异。其上构筑高速数据通道，为用户提供高速互联网访问、视频点播、IP电话等服务，从而形成包

3、括电力在1电力线信道模型内的“四网合一”、创造出巨大的经济和社会效益的PLC系统性能降低的主要原因是发送器输出高速电力线通信(PLC)技术，是目前国内外的研究阻抗不匹配、接收器输入阻抗不匹配、信道衰减、噪热点。但是，由于电力信道自身特性决定其存在强声干扰以及干扰的时变性等5个方面。除噪声外，烈的信号衰减、大量的干扰、不可预测的噪声及变化所有的衰减都可以用频率响应时变线性滤波器来表的阻抗，要克服电力线信道固有缺点，实现高速信号征，噪声N(￡)被当做可加性随机干扰过程。因此，传输，较好的办法是采用正交频分复用(OFDM)技电力线信道特征可以用图1所示

4、的模型表示[3]。术[1]，该技术利用快速傅里叶变换(FFT)和快速傅噪声里叶逆变换(IFFT)实现调制和解调，可以方便地使用数字信号处理(DSP)器件来实现。它采用保护间——J，医受：)二旦!：：卜__—0———圃隔和循环前缀(CP)来抗多径干扰，从而有效地降低了码间干扰(ISI)和信道间干扰(ICI)。从目前国内发送端传输信道接收端外发表的论文及已有产品来看，OFDM调制技术、图1电力线信道模型Fig．1Modelofthepowerlinechannel特别是采用ReedSolomon编码或卷积码等常用编码的OFDM技术[2]，在宽带、高速

5、PLC中已经成为由于电力网具有众多的节点、分支和不匹配的一种最具吸引力的技术，并且可以实现高达2MHz线路，这种类型的拓扑结构决定了信号的多路传输～3OMHz的数据可靠传输，有可能成为未来宽带特性。受电缆外层绝缘材料的影响，电力线信号的PLC标准。衰减随频率的提高和距离的加大而增加。因此，具不过，由于电力线信道选择性衰减和突发干扰有频率选择特性、衰减特性的多路信号传输函数可的存在会导致信道中的无效频谱现象，降低采用常以用N条传输路径的叠加的方程来表示口]：用编码OFDM技术的宽带PLC的性能，针对该现Nr象提出了利用前置编码OFDM技术来提高常用

6、H(厂)=∑i口exp(一(+广))exp(一j2Ⅱ厂)j1POFDM在高速PLC应用中的频谱利用率。(1)本文首先分析电力线信道模型，然后简要介绍式中：a为路径i的加权系数；z为长度；f为频率；应用于宽带PLC的常用编码OFDM技术，并在此r]0，，志为衰减参数；exp(一(+)z)表示衰减；。为相速。收稿日期：2003-12-28；修回日期：2004—03—17。式(1)是描述典型电力线信道各种复杂传输函维普资讯http://www.cqvip.com72电力暴统自动代数模型的基础。应用该模型，电力线信道所有的传式(1)所示的电力线信道传输函

7、数，叩(￡)为电力信输特性都可用很少的参数来描述，而且这些参数均道附加噪声。可由实际信道的测量得到。图2为4个用户传输信道频率响应曲线的模拟结果，从中可以看出信道的干扰和频率选择性衰减对传输函数的影响。匝蓝qc(，){R．t){乙．t){乙．)l图3常用编码OFDM系统模型Fig．3ConventionalcodedOFDMsystemmodel发送信号{}与接收信号{R．}在[丁，(+1)丁]时间内的关系可表示为]：R．女一H女“．女+仉．女(2)厂／MHz——用户1；一用户2{一一用户3；⋯⋯用户4式中：k为传输子信道的序号，Vk∈{1，2，

8、⋯，}；图24个用户信道的频率响应；()为信道噪声()取样的FFT；H一H(z)，z一Fig．2Simulatedchannelfreq